近來，老題材石墨烯不斷煥發(fā)“新生命”，作為21世紀最具應(yīng)用前景的新材料之一，石墨烯的每項技術(shù)發(fā)明都給該題材注入了新的生命力。

據(jù)報道，美國科學家日前用石墨烯開發(fā)出一種只有指甲蓋大小的紅外線圖像傳感器，首次實現(xiàn)了在室溫下對全紅外光譜的觀測。業(yè)內(nèi)人士表示，如果能夠?qū)⑦@種探測器集成到隱形眼鏡或其他可穿戴電子設(shè)備中，將有望為人們提供一種前所未有的、與環(huán)境進行交互的新方式，屆時極有可能改變目前的可穿戴設(shè)備格局。

此外，據(jù)中科院金屬所消息，石墨烯鋰硫電池研發(fā)也取得了重大突破。分析人士表示，近來石墨烯的發(fā)明創(chuàng)造頻頻與當前的熱門題材“沾邊”，這也是石墨烯概念股屢受青睞的主要原因。

可穿戴設(shè)備正迎接石墨烯

美國科學家日前用石墨烯開發(fā)出一種只有指甲蓋大小的紅外線圖像傳感器。不同于目前常見的中紅外和遠紅外圖像傳感器，新技術(shù)無需笨重的冷卻裝置就能運行，首次實現(xiàn)了在室溫下對全紅外光譜的觀測。不僅如此，由于體積小、重量輕，它甚至能夠集成到隱形眼鏡或手機中，未來還有望在軍事、安保、醫(yī)學等多個領(lǐng)域獲得應(yīng)用。

據(jù)介紹，紅外線的波長在760納米至1毫米之間，是一種波長比紅光長的非可見光，分為近紅外線、中紅外線和遠紅外線三種。普通攝像機只需一個芯片就能拍攝到可見光，而紅外成像技術(shù)則需要同時看到近紅外、中紅外和遠紅外各種不同頻譜的圖像。更具挑戰(zhàn)性的是，中紅外和遠紅外傳感器通常必須在極低的溫度才能工作。

這項由密歇根大學電氣工程和計算機學助理教授鐘朝暉和同校的特德·諾里斯教授負責的研究將石墨烯作為原材料。眾所周知，石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層結(jié)構(gòu)，能夠探測到整個光譜的紅外線、可見光和紫外線。

但由于石墨烯對光線的吸收能力較差(2.3%)，不足以產(chǎn)生足夠的電信號，因而此前相關(guān)的研究一直止步不前。鐘朝暉教授表示，上一代石墨烯紅外線傳感器所面臨的最大問題就是靈敏度太差，無法滿足商用設(shè)備的需要。

為了克服這一障礙，鐘朝暉和他的團隊對石墨烯產(chǎn)生電信號的過程進行了改進。他們在兩個石墨烯薄片之間設(shè)置了一個絕緣隔離層，底層有電流通過。當光線照射到頂層石墨烯的時候，裝置會釋放電子，產(chǎn)生帶正電的空穴。而后在量子機制的作用下，電子穿過中間的絕緣層，到達底部的石墨烯層。此時留在上層石墨烯上的帶正電空穴會產(chǎn)生電場，并對下層石墨烯的電流產(chǎn)生影響。而通過測量電流的變化，就能推斷出照射在上層石墨烯上的光的亮度。

上述研究人員稱，新方法讓中紅外和遠紅外傳感器的靈敏度達到了一個新的高度，完全能夠媲美需要冷卻裝置才能運行的傳統(tǒng)紅外線傳感器，而且該設(shè)備只有一個指甲蓋大小，很容易實現(xiàn)集成。如果能夠?qū)⑦@種探測器集成到隱形眼鏡或其他可穿戴電子設(shè)備當中，將有望為人們提供一種前所未有的、與環(huán)境進行交互的新方式。同時，該技術(shù)也為紅外線技術(shù)在軍事、安保、醫(yī)學等多個領(lǐng)域中的應(yīng)用開辟了新的想象空間。

車用石墨烯鋰硫電池取得重大突破

據(jù)介紹，新型石墨烯鋰硫電池理論比能量為2567Wh/Kg，而中科院金屬所采用石墨烯集電體的輕質(zhì)特點，使其構(gòu)成的鋰硫電池具有更高的能量密度。目前常用鋰電池能量密度約140Wh/Kg。也就是說，該電池的儲電能力達到目前鋰電池18倍以上，相當于將比亞迪E6電動汽車700KG電池，縮小約95%或35KG。

根據(jù)早前的各方面消息，該電池的功率密度及充電時間均已解決，一次充電多在6分鐘以內(nèi)，其循環(huán)次數(shù)及電池壽命高于目前鋰電池的百倍。大眾化車用動力電池即將投入使用階段，據(jù)測算，使用該電池之電動汽車的使用成本，約相當于燃油汽車的20%。

這種超級電池“組裝方法與現(xiàn)有鋰離子電池工藝兼容，具有進一步放大和產(chǎn)業(yè)化前景”。與目前用在小汽車上電池比較，其重量下降90%以上，一次充電不超過10分鐘，巡航里程超過450公里，每公里成本下降4/5，電池壽命超過30年。

該項研究以工業(yè)化生產(chǎn)的石墨烯為原料，通過連續(xù)工藝制備了石墨烯集流體和石墨烯復合隔膜，其組裝方法還與現(xiàn)有的鋰離子電池制造工藝可以兼容，因此具有進一步放大和產(chǎn)業(yè)化的前景，中科院金屬所已經(jīng)申請了三項專利。

石墨烯早就不是A股市場的新題材了，只不過層出不窮的技術(shù)發(fā)明令這一老題材不斷翻炒出新花樣。工信部此前發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》就將石墨烯作為前沿新材料之一。不僅如此，國家科技重大專項、國家973計劃也持續(xù)圍繞石墨烯部署了一批重大項目。

業(yè)內(nèi)人士估計，石墨烯未來的市場規(guī)?；蚩蛇_到萬億元以上。

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